16.1 永磁体的磁场（教学设计）物理新教材沪粤版九年级下册

第1节 永磁体的磁场（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第1节 永磁体的磁场 教学 目标 物理观念 知道磁体具有吸铁性、指向性和磁极间相互作用的规律。知道磁体周围存在磁场，磁场对放入其中的磁体产生力的作用。知道磁感线是为了描述磁场而引入的理想模型，会用磁感线描述常见磁体的磁场分布。知道地磁场的存在及地磁两极与地理两极的关系。 科学思维 通过观察磁体吸引铁屑、小磁针偏转等现象，运用归纳法总结磁体的基本性质。通过类比法（如将磁场比作风场），理解看不见、摸不着的磁场概念。建立“磁感线”模型，将抽象的磁场分布可视化，培养模型建构能力。 科学探究 经历探究磁极间相互作用规律的过程，能设计简单实验验证猜想。通过撒铁屑实验，观察并描绘条形磁体和蹄形磁体的磁场分布形状。 科学态度 与责任 了解我国古代在磁学方面的贡献（如司南），增强民族自豪感。关注磁现象在现代科技（如磁悬浮列车、核磁共振）中的应用，体会物理与社会的联系。 教材 分析 本节是电与磁章节的开篇，起着承上启下的作用。学生在小学科学课中已接触过简单的磁现象，但缺乏系统性的理论认识。教材首先介绍磁体的基本性质，进而引入“磁场”这一核心概念，最后通过“磁感线”这一工具来形象描述磁场。其中，“磁场”是客观存在的物质，而“磁感线”是假想的曲线，区分二者是本节教学的逻辑关键。做好磁体间相互作用和磁场分布的实验，对于学生建立正确的物理图景至关重要。 学情分析 知识储备分析：学生对磁铁能吸铁、指南针指南北有感性认识，但对“磁场”作为一种特殊物质缺乏认知，容易将磁感线误认为是真实存在的线。 思维能力分析：九年级学生具备一定的逻辑推理能力，但从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡仍需借助直观教具。对于“场”这种非实体物质的理解存在难度。 学习兴趣与态度分析：磁现象具有神秘感和趣味性，学生动手欲望强，但实验操作规范性（如铁屑的均匀散布）需要教师指导。 教学重点 磁体的性质；磁极间的相互作用规律；磁场的概念；用磁感线描述磁场。 教学难点 理解磁场是客观存在的物质；理解磁感线是理想模型而非真实存在；地磁场的分布。 教学 器材 演示器材：条形磁体、蹄形磁体、小磁针若干、铁架台、细线、多媒体课件（含地磁场动画、磁悬浮视频）。 分组器材：条形磁体2个、蹄形磁体1个、小磁针4-8个、玻璃板、铁屑、白纸。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【创设情境】 展示实物：出示一个普通的铁钉和一个被磁化后的钢针，分别靠近回形针。 提出问题：为什么钢针能吸引回形针，而普通铁钉不能？这种“无形之力”来自哪里？ 历史回顾：简述中国古代四大发明之一——指南针（司南）的故事，引出“磁”的主题。 观察现象，思考并回答：因为钢针具有磁性。进入学习状态。 学习新课 一、认识磁体 1. 磁性与磁体 定义：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体。 分类：天然磁体（如磁铁矿）、人造磁体（如钢棒磁化后）。 演示：用磁体靠近铜片、铝片、塑料片、铁片。 结论：磁体只吸引铁、钴、镍等物质，不吸引铜、铝等。 2. 磁极 提问：磁体各部分的磁性强弱一样吗？ 实验：将条形磁体平放入一堆大头针中，取出后观察。 现象：两端吸引的大头针最多，中间几乎没有。 结论：磁体上磁性最强的部位叫磁极。任何磁体都有两个磁极： 南极（S极）：静止时指向南方的磁极。 北极（N极）：静止时指向北方的磁极。 注意：如果将磁体从中间断开，每一段仍然有两个磁极（N极和S极），不存在单磁极。 3. 磁极间的相互作用 探究实验：手持一个条形磁体的N极，分别去靠近悬挂的小磁针的N极和S极。 现象：N极靠近N极时排斥，N极靠近S极时吸引。 规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 应用：这是判断物体是否具有磁性的方法之一（若两物体相互排斥，则一定都有磁性且为同名磁极；若仅吸引，则可能一方无磁性）。 4. “磁化”和“去磁” 人们发现，一些没有磁性的铁质物体，如铁钉、钢尺等，有时会变得有磁性。这是怎么回事呢? 探究实验：准备一根条形磁体、两枚铁钉和一些铁屑。实验前，先用铁钉接触铁屑以证明铁钉无磁性。 (1)请按照图(a)(b)所示的方法，分别用一枚铁钉试一试。 实验表明，用人工的方法可以使物体获得磁性。在物理学中，把这种使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。 (2)物体的磁性既能获得，也会失去。 不断敲击或放在火焰上加热已被磁化的铁钉，铁钉就会失去磁性，这个过程称为“去磁”。 【例题1】 用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，磁铁靠近铁棒，如图甲所示，则可判断铁棒______带有磁性（“一定”、“不一定”）；若改将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，如图乙所示，则可判断铁棒一定带有磁性，且A端为______极（填“N”、“S”）。 【答案】 不一定 S 【详解】甲图：磁铁的N极靠近铁棒A端，两者相互吸引，磁铁可以吸引不带磁性的铁制品，也可以吸引异名磁极，所以铁棒不一定带有磁性。    乙图：铁棒B端靠近磁铁N极，两者相互排斥，排斥只有同名磁极才会发生，说明铁棒一定有磁性， B端与磁铁N极排斥，所以B端是N极，一根磁铁两端磁极相反，因此A端为S极。 知道磁性与磁体的概念 思考问题，讨论磁极的含义。 理解掌握磁体间的相互作用 知道磁化和去磁的方法 做例题1。 学习新课 二、磁场 1. 磁场的存在 演示实验：将一个小磁针放在桌面上，静止时指南北。将一条形磁体靠近小磁针（不接触）。 现象：小磁针发生偏转。 追问：磁体没有接触小磁针，是谁推动了它？ 分析：磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，它对放入其中的磁体产生力的作用，这种物质叫磁场。 基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。 方向规定：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向就是该点的磁场方向。 2. 磁感线（模型法） 过渡：磁场看不见，如何形象地描述它？ 实验探究：模拟磁场分布 步骤： 在一块玻璃板上放一个条形磁体。 盖上白纸，均匀撒上铁屑。 轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况。 现象：铁屑排列成一条条闭合的曲线，从磁体一端出来，回到另一端。 讲解：为了形象地描述磁场，我们在磁场中画一些有方向的曲线，叫磁感线。 磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向。 磁感线的疏密表示磁场的强弱（越密越强）。 常见磁体的磁感线分布： 条形磁体：外部从N极出发，回到S极；内部从S极指向N极（闭合曲线）。 蹄形磁体：类似条形磁体，两极之间磁场较强且近似匀强。 异名磁极相对：磁感线连接两极。 同名磁极相对：磁感线相互排斥，中间出现“空白区”。 强调： 磁感线是假想的曲线，实际并不存在。 磁感线在磁体外部从N极到S极，内部从S极到N极。 磁感线不相交、不中断。 3. 地磁场 【例题2】图中磁体两极间磁感线的画法不正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】磁体外部磁感线从N极出发回到S极。 ABC．图中磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，故ABC正确； D．图中磁体周围的磁感线从磁体的S极和N极出来，故D错误。 本题选错误的，故选D。 理解掌握磁场的概念和方向的规定。 思考问题，用模型法引出磁感线的概念。 思考问题，知道地磁场的相关内容 做例题2。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．据史料记载，当年秦始皇在建造阿房宫北阙门时，令能工巧匠们“累磁石为之”，故称“磁石门”，类似于现代的安全检查门。下列物体能被“磁石门”检查出的是（     ） A．木棒 B．铁棒 C．陶罐 D．铜棒 【答案】B 【详解】ACD．磁石门利用磁体可吸引铁、钴、镍类物质的原理工作。木棒、陶罐、铜棒均不属于磁体可吸引的物质，无法被检出，故ACD不符合题意； B．铁棒属于铁类材料，可被磁体吸引，能被检出，故B符合题意。 故选B。 2．某同学在实验时不慎使一条形磁铁从中间断裂，如图所示，则断裂后的两截磁铁各有______个磁极。将磁体自由悬挂起来，磁体总会指向南北方向，指南的一极称为______（选填“S”或“N”）极。 【答案】 2/两 S 【详解】因任何磁体都有两个磁极，断裂后的每截均为独立磁体，故各有2个磁极；自由悬挂的磁体静止时，指南的一极称为S极。 3．如图所示为学校地理教研组新到的一个磁悬浮地球仪。底座可以隔空托起地球仪是因为（     ） A．同名磁极相互吸引 B．同名磁极相互排斥 C．异名磁极相互吸引 D．异名磁极相互排斥 【答案】B 【详解】地球仪悬浮，受竖直向下的重力和竖直向上的磁力。底座托起地球仪，说明磁力为向上的排斥力。由磁极间相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，故底座与地球仪相对面为同名磁极。故B正确，ACD错误。 故选B。 4．三根钢棒位置如图所示。已知B棒有磁性，那么（     ） A．A棒有磁性，C棒没有磁性 B．A棒一定没有磁性，而C棒可能有磁性 C．A棒可能有磁性，也可能没有磁性 D．C棒可能有磁性，也可能没有磁性 【答案】C 【详解】由图可知，B和C相互排斥，已知B有磁性，由同名磁极相互排斥可知，因此C一定有磁性； B和A相互吸引，存在两种情况：①A有磁性，因异名磁极相互吸引，则靠近B的一端是异名磁极； ②A没有磁性，因磁体具有吸铁性，但A是钢棒，会被具有磁性的B吸引。 因此A可能有磁性，也可能没有磁性。 故选C。 5．用条形磁铁吸起大头针时，大头针被磁化。如图所示，被磁化后的两枚大头针的下端是______（填“N”或“S”）极。 【答案】S 【详解】条形磁铁吸引大头针的一端是S极，因此大头针靠近磁铁的上端被磁化为异名的N极，远离磁铁的下端为同名的S极。 6．如图所示为某同学研究磁体性质的实验情景，由于磁体周围存在________，回形针被磁化后上端为________极。磁体缓慢向下靠近回形针的过程中，回形针所受的细线拉力大小将________。 【答案】 磁场 /南 变大 【详解】磁体的周围存在特殊的物质——磁场，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。 根据磁化规律，被磁体磁化的物体，靠近磁体的一端会形成异名磁极，远离磁体的一端形成同名磁极。图中磁体下端是N极，回形针上端靠近磁体的N极，因此上端为S极。 回形针受到向下的重力、细线向下的拉力、磁体对它向上的吸引力，回形针静止时受力平衡（即），当磁体向下靠近回形针时，磁场强度变强，磁体对回形针向上的吸引力变大，回形针重力不变，因此细线的拉力（）会变大。 7．我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”如图所示，是用磁感线描述的地磁场的分布示意图。下列说法中不正确的是（     ） A．地球是一个巨大的磁体 B．地磁场是由无数条磁感线组成的 C．地磁场的N极在地理的南极附近 D．指南针能指示南北是因为受到地磁场的作用 【答案】B 【详解】ACD．地球周围存在磁场，地球是一个巨大的磁体，地磁场的N极在地理南极附近，指南针是小磁针，在地磁场的作用下指示南北方向，故ACD正确； B．磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，磁场客观存在，磁感线并不存在，地磁场不是由磁感线组成的，故B错误。 本题选择描述错误的，故选B。 8．如图，是亮亮同学做完有关“磁场和磁感线”的实验后获得的物理观念，符合物理规律的是（     ） ①磁场看不见摸不着，但是它客观存在； ②磁场的方向是没有规律的； ③磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线； ④磁感线越密集的位置，磁场越强。 A．①④ B．②④ C．①② D．②③ 【答案】A 【详解】①. 磁场是磁体周围客观存在的特殊物质，虽然看不见摸不着，但可以通过它对小磁针、铁屑的作用证明其存在，故①正确； ②. 磁场的分布和方向是有明确规律的，在磁体外部磁场方向始终从N极指向S极，并非无规律，故②错误； ③. 磁感线是为描述磁场而假想的曲线，是物理模型，实际上并不存在，故③错误； ④. 磁感线疏密表示磁场强弱，越密集处磁场越强，故④正确。 综上符合规律的是①④，故选A。 9．图中画出了两个磁极间的磁感线，这两个磁极都是S极；图中B点的小磁针静止时N极所指的方向是向________（选填“上”或“下”）的。 【答案】上 【详解】磁场中的小磁针静止时N极所指的方向与所在位置磁感线方向相同，B点磁感线方向向上，故图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向上。 10．将缝衣针磁化后，穿过扣子的两孔，放在支架上做成了指南针，静止时针尖指南，如图所示。下列说法错误的是（     ） A．缝衣针针尖是指南针的S极 B．缝衣针的针尾与针尖磁性都很强 C．地磁场的南极在地理的北极附近，并不重合 D．缝衣针针尖所指的方向为该点的地磁场方向 【答案】D 【详解】A．静止时针尖指南，地理南极附近是地磁北极，由异名磁极相互吸引可知针尖是S极，故A正确； B．磁体两端磁性最强，针尖与针尾为磁极，磁性都很强，故B正确； C．地磁场的南极位于地理北极附近，地磁场的北极位于地理南极附近，且地磁两极和地理两极并不完全重合，存在磁偏角，故C正确； D．物理学规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场方向，针尖为S极，故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 11．如图所示是我国古代船舶上使用的导航工具——水罗盘，盘中的磁针浮在水面上，静止时针尖总指向南方。当船舶向东航行时，针尖的指向为（     ） A．东 B．西 C．南 D．北 【答案】C 【详解】磁针静止时的指向由地磁场决定，与船舶的航行方向无关。已知静止时针尖总指向南方，故船舶向东航行时，针尖依然指向南方，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 板 书 设 计 16.1 永磁体的磁场 一、磁体与磁极 磁性：吸引铁、钴、镍 磁极：N极（北）、S极（南） 规律：同名排斥，异名吸引 二、磁场 定义：磁体周围存在的特殊物质 方向：小磁针静止时N极所指方向 描述工具：磁感线（假想、闭合、N出S进、不相交） 三、地磁场 地球是大磁体 地磁N极 ≈ 地理南极 地磁S极 ≈ 地理北极 课 堂 小 结 16.1 永磁体的磁场 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $